(57)【要約】【課題】  Ｏリングに消耗や損傷が生じていても常に所定の真空度を得られる真空処理装置を提供すること。【解決手段】  真空処理装置としての液晶注入装置１００は、液晶を貯める液晶皿４から液晶セル６中へ液晶を注入する処理を行う装置であり、チャンバ２０内を排気する速度を調節する可変バルブ８が排気系に設けられ、真空ゲージ１１、真空計１２、コントローラ１３およびアクチュエータ１４が装置に設けられている。コントローラ１３は、チャンバ２０内を大気圧から真空排気する初期段階で、真空計１２により測定される真空度をチェックし、予め設定された排気速度となるようにアクチュエータ１４を介して可変バルブ８を作動させ、排気速度を調節する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理物に対して所定の真空処理を行う真空チャンバと、
前記真空チャンバ内を排気する速度を調節する排気速度調節手段を有する排気系と、
前記真空チャンバ内の圧力を測定する圧力測定手段と、
前記圧力測定手段により測定される圧力が大気圧未満の基準圧力となったときに、予め定めた排気プログラムに従って前記排気速度調節手段を作動させて前記真空チャンバ内の圧力を前記真空処理に適した最終圧力まで排気するとともに、前記真空チャンバ内の圧力が前記基準圧力に達するまでは、前記排気速度調節手段の排気能力を徐々に増加させる制御手段とを備えることを特徴とする真空処理装置。
【請求項２】
請求項１に記載の真空処理装置において、
前記所定の真空処理は、液晶を貯める液晶容器から液晶セル中へ前記液晶を注入する処
理であり、
前記液晶容器と前記液晶セルとを相対的に接近させる移動機構および前記真空チャンバ内に不活性ガスを導入するガス導入系をさらに備えることを特徴とする真空処理装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の真空処理装置において、
前記排気速度調節手段は、前記排気系の配管部に設けられ、前記配管部の排気口断面積を増減する回転式可変バルブであることを特徴とする真空処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば液晶を液晶セル内に注入する液晶注入装置に代表される真空処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
真空処理装置において、真空雰囲気中で被処理物に対して処理を行うチャンバには、被処理物の出し入れを行う扉が設けられており、チャンバ本体と扉との間は、Ｏリングを介して密閉できるように構成されている。真空処理を行う際には、大気圧下で被処理物をチャンバ内にセットした後に、大気圧から所定の真空度までチャンバ内を排気する。この排気の初期段階では、チャンバ内の被処理物が急激な圧力変化により破損するのを防ぐために、時間をかけて緩やかに排気する必要があり、予め設定された排気速度プログラムに沿って自動的に排気が行われている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
真空処理装置では、バッチ毎に被処理物の出し入れのために扉を開閉するので、長時間使用していると、Ｏリングの消耗や損傷が生じてくる。Ｏリングの消耗や損傷があると、排気の初期段階でチャンバと扉との密着が不完全となり、当初の排気速度プログラムでは所定の真空度が得られないことがあり、製造工程に支障をきたすことになる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
（１）請求項１の真空処理装置は、被処理物に対して所定の真空処理を行う真空チャンバと、真空チャンバ内を排気する速度を調節する排気速度調節手段を有する排気系と、真空チャンバ内の圧力を測定する圧力測定手段と、圧力測定手段により測定される圧力が大気圧未満の基準圧力となったときに、予め定めた排気プログラムに従って排気速度調節手段を作動させて真空チャンバ内の圧力を真空処理に適した最終圧力まで排気するとともに、真空チャンバ内の圧力が基準圧力に達するまでは、排気速度調節手段の排気能力を徐々に増加させる制御手段とを備えることを特徴とする。
（２）請求項２の真空処理装置は、請求項１の真空処理装置において、所定の真空処理として、液晶を貯める液晶容器から液晶セル中へ液晶を注入する処理を行う装置であり、液晶容器と液晶セルとを相対的に接近させる移動機構および真空チャンバ内に不活性ガスを導入するガス導入系をさらに備えている。
（３）請求項１または２の真空処理装置において、排気速度調節手段は、排気系の配管部に設けられ、配管部の排気口断面積を増減する回転式可変バルブであることが好ましい。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、排気速度調節手段を設けて真空排気の初期段階で真空チャンバ内の排気速度を制御するので、Ｏリングの消耗や損傷が生じていても真空処理に要求される所定の真空度を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の実施の形態による真空処理装置として、液晶注入装置を例にとって、図１〜４を参照しながら説明する。図１は、本実施の形態による液晶注入装置の概略を模式的に示す全体構成図である。
【０００７】
液晶注入装置１００は、チャンバ本体１と、開閉扉２と、液晶皿４を載置して矢印方向に昇降する昇降機構３と、液晶セル６を保持する保持具５とを備えている。チャンバ本体１と開閉扉２との間には、Ｏリング１ａを介在させて密閉状態が保持できるようになっている。開閉扉２には、不図示のロック機構が付いており、開閉扉２をチャンバ本体１に押し当てることができる。チャンバ２０は、チャンバ本体１とＯリング１ａと開閉扉２とから成る筺体である。
【０００８】
チャンバ本体１には、配管を介して、排気ポンプ７と、可変バルブ８と、メインバルブ９と、リークバルブ１０とが接続されている。可変バルブ８とメインバルブ９は、排気ポンプ７に対して並列に配設されている。可変バルブ８は、弁体の回転角に応じて配管部の排気口断面積、すなわち、開度を増減する回転式可変バルブである。回転式可変バルブは、バッフル式の排気速度調節機構に比べて、排気速度の調節を精度良く行うことができる。リークバルブ１０は、不図示のガス供給タンクに配管接続されている。
【０００９】
また、液晶注入装置１００は、真空ゲージ１１と、真空計１２と、コントローラ１３と、アクチュエータ１４とを備えている。真空計１２は、真空ゲージ１１により検出された圧力情報からチャンバ２０内の真空度（圧力値）を測定する。コントローラ１３は、予め設定された排気プログラム（排気プロセスレシピ）に沿って、可変バルブ８とメインバルブ９との切り換えを行ったり、真空計１２により測定された真空度に基づいて、アクチュエータ１４を介して可変バルブ８の開度を変えることにより排気速度を制御する。
【００１０】
以下、図２〜４を参照しながら、液晶注入処理に伴う排気過程について詳細に説明する。図２は、本実施の形態による液晶注入装置１００を用いて液晶注入処理を行うときの全工程を示すフローチャートであり、コントローラ１３のＣＰＵにより実行されるプログラムにより処理が行われる。以下、開度とは、可変バルブ８を完全に閉めたときを０％、可変バルブ８を全開したときを１００％として、０％から１００％の間を等分に分割したものである。
【００１１】
図２によるプログラムを起動するに先立って、オペレータは、液晶を貯めた液晶皿４と液晶セル６をチャンバ本体１内の所定位置にセットし、開閉扉２を閉める。この段階では、液晶セル６は液晶皿４中の液晶に接しておらず、チャンバ２０内の圧力は大気圧である。不図示の起動スイッチを入れることによって、図２によるプログラムを起動させると、液晶注入処理が開始する。ステップＳ１では、可変バルブ８の開度が初期値ＯＰ１、例えば２０％に設定される。ステップＳ２では、排気ポンプ７により可変バルブ８を介してチャンバ２０内の排気を行う。
【００１２】
ステップＳ３では、真空計１２の測定信号によりチャンバ２０内の圧力をチェックする。チャンバ２０内の圧力が大気圧未満の排気プログラムを開始する基準圧力以下となれば、ステップＳ５へ移行し、排気プロセスレシピに従って可変バルブ８の開度が設定されるが、通常は初期値の２０％を維持する。チャンバ２０内の圧力が上記の基準圧力に達していなければ、ステップＳ４へ移行し、可変バルブ８の開度を徐々に大きくしながら、つまり、αを大きくしながら、チャンバ２０内の圧力を再度チェックする。可変バルブ８の開度を徐々に大きくするので、チャンバ２０内の圧力が急激に変化することはない。チャンバ２０内の圧力が上記の基準圧力以下となれば、ステップＳ５へ移行し、排気プロセスレシピに従って可変バルブ８の開度が初期値ＯＰ１の２０％に再設定され、排気プログラムが開始される。
【００１３】
ステップＳ６では、所定時間の排気を行う。ステップＳ７では、排気状態に問題があるか否かをチェックする。ここで、工程に支障をきたすような問題があれば、液晶注入処理を中断する。排気状態に問題がなければ、ステップＳ８へ移行し、可変バルブ８の開度が０％に設定され、所定の待機時間だけチャンバ２０内を排気しない状態に保持する。ステップＳ９では、目標圧力（目標真空度）に達したか否かをチェックする。目標圧力に達していない場合は、ステップＳ５へ戻り、排気プロセスレシピに従って可変バルブ８の開度が第１の開度ＯＰ２、例えば３０％に再設定され、ステップＳ５〜Ｓ９を繰り返す。ステップＳ９で目標圧力に達していれば、ステップＳ１０へ進む。ここで、ステップＳ９の目標圧力は、初期値ＯＰ１、第１の開度ＯＰ２に対して各々Ｐ１、Ｐ２（＜Ｐ１）として設定される。つまり、可変バルブ８の開度ごとに目標圧力が設定される。
【００１４】
ステップＳ１０では、可変バルブ８からメインバルブ９へ排気経路を切り換え、ステップＳ１１で、排気を続行する。ステップＳ１２では、最終目標圧力、つまり接液できる真空度、例えば１Ｐａに到達したか否かをチェックする。接液とは、液晶セル６の端面（液晶導入口）を液晶皿４中の液晶に浸漬することである。ステップＳ１２で最終目標圧力に到達していない場合は、ステップＳ１１へ戻り、さらに排気を行う。ステップＳ１２で最終目標圧力に到達していれば、ステップＳ１３でメインバルブ９を閉めて所定の待機時間だけチャンバ２０内を排気しない状態に保持する。
【００１５】
ステップＳ１３の待機時間経過後に、ステップＳ１４へ移行する。ステップＳ１４では、液晶皿４を昇降機構３により上昇させて接液を行う。ステップＳ１５では、リークバルブ１０の導入口を開放してチャンバ２０内に不活性ガス、例えば窒素ガスを導入する。ステップＳ１６では、チャンバ２０内の圧力が所定の圧力（１気圧または１気圧よりも少し高め）に到達したか否かをチェックする。所定の圧力に到達している場合はそのまま待機し、所定の圧力に到達していない場合はステップＳ１５へ戻って窒素ガスの導入を続ける。ステップＳ１７の待機時間中は、液晶セル６の内部は真空であり、外部は１気圧または１気圧よりも少し高めとなっているので、その気圧差によって液晶皿４中の液晶が液晶セル６中に注入される。所定時間経過したときに、注入作業が正常に終了する。
【００１６】
以下、図３を参照しながら、図２のフローチャートの処理工程に沿って、バルブ８，９の状態の時間変化およびチャンバ２０内の真空度の時間変化を具体的に説明する。図３の上段は、可変バルブ８、メインバルブ９の状態の時間変化を示し、図３の下段は、チャンバ２０内の真空度の時間変化を示す。排気をスタートした時刻をｔ０とし、このとき、可変バルブ８の開度が初期値の２０％に設定される。但し、本実施の形態で説明する工程は、Ｏリング１ａが理想的な状態ではなく、軽微な消耗或いは損傷が生じている場合を想定したものである。
【００１７】
時刻ｔ１でチャンバ２０内の圧力をチェックする。チャンバ２０内の圧力が大気圧のままであれば、可変バルブ８の開度を徐々に大きくしながら（ステップＳ４）、チャンバ２０内の圧力を再度チェックする。図示されるように、時刻ｔ２でチャンバ２０内の圧力が大気圧未満の基準圧力以下となったので（ステップＳ３肯定）、可変バルブ８の開度が２０％に設定される（ステップＳ５）。
【００１８】
可変バルブ８の開度が２０％で時刻ｔ２〜ｔ３の排気を行った後、可変バルブ８の開度が０％に設定され、時刻ｔ３〜ｔ４の待機時間中に目標圧力（目標真空度）に達したか否かをチェックする（ステップＳ９）。目標圧力に達していない場合は、可変バルブ８の開度が３０％に再設定され、時刻ｔ４〜ｔ５の排気を行った後、時刻ｔ５〜ｔ６の待機時間中に目標圧力（目標真空度）に達したか否かを再チェックする（ステップＳ９）。目標圧力に達していれば（ステップＳ９肯定）、時刻ｔ６で可変バルブ８からメインバルブ９へ排気経路を切り換える（ステップＳ１０）。従って、可変バルブ８の使用時間帯は、時刻ｔ０〜ｔ６であり、時刻ｔ６からは可変バルブ８は使用しない。
【００１９】
メインバルブ９を使用して排気を行い、時刻ｔ７で最終目標圧力に達したので、メインバルブ９を閉める。この状態は、接液できる真空度、例えば１Ｐａであり、時刻ｔ７から所定時間待機した後に、接液を行う（ステップＳ１４）。
【００２０】
時刻ｔ８でチャンバ２０内に、例えば窒素ガスを導入する（ステップＳ１５）。チャンバ２０内の圧力が所定の圧力（１気圧または１気圧よりも少し高め）に到達した状態で（ステップＳ１６肯定）、液晶皿４中の液晶が液晶セル６中に注入される。所定時間保持し（ステップＳ１７）、注入作業が正常に終了する。
【００２１】
次に、図４を参照して、本実施の形態による液晶注入装置１００の作用効果を説明する。図４のグラフにおいても、時刻ｔ０，ｔ１，ｔ２，ｔ３は、図３のグラフに対応しているが、時刻ｔ３〜ｔ４の待機時間は０としてグラフ上は省略されている。上述した工程では、Ｏリング１ａに軽微な消耗或いは損傷が生じていることを前提にしており、この場合のチャンバ２０内の圧力の時間変化は、曲線Ａの実線で表わされる。すなわち、Ｏリング１ａに小さな損傷などが生じていると、緩やかに排気している状態ではＯリング１ａが弾性変形せずその損傷部分をカバーできない。そこで、可変バルブ８の開度を徐々に大きくすることにより、時刻ＴでＯリング１ａが弾性変形し、これ以後チャンバ２０内の圧力は減少していく。
【００２２】
一方、Ｏリング１ａが新品で損傷などが全くない理想的な場合は、曲線Ｂの破線で表わされるように、排気スタート時点（時刻ｔ０）からチャンバ２０内の圧力は減少していく。
この理想的な場合は、時刻ｔ０からｔ３まで、可変バルブ８の開度は、破線で示されるように２０％一定である。
【００２３】
本実施の形態では、時刻ｔ１からｔ２の時間で、可変バルブ８の開度を２０％から４５％に上げるだけで理想的な場合とほぼ同様の圧力変化カーブを得ることができる。従って、Ｏリング１ａが多少損傷しても正常に使用することができ、Ｏリング１ａの寿命を延ばすことができる。また、可変バルブ８の開度と圧力変化カーブの関係からＯリング１ａの損傷の程度が把握できるので、Ｏリング１ａのメンテナンスや交換の時期が予測でき、生産日程に悪影響を及ぼすことも避けられる。
【００２４】
以上説明した本実施の形態による液晶注入装置１００から分かるように、本発明は、排気プログラムに従って真空チャンバ内の圧力（真空度）を最終圧力となるまで制御する工程を有し、この工程を開始する前段階で少なくとも大気圧状態にある真空チャンバ内を排気する際の排気能力を徐々に増大させる点に特徴がある。従って、本発明は、その特徴を損なわない限り、以上説明した実施の形態に何ら限定されない。特に、排気の初期段階において、急激な圧力変化によりダメージを受け易い被処理物や粉体、薄片などの軽量の被処理物を処理する真空処理装置に対しても本発明は有効に適用できる。
なお、本実施の形態では、可変バルブ８が排気速度調節手段に対応し、真空ゲージ１１および真空計１２が圧力測定手段を構成し、コントローラ１３およびアクチュエータ１４が制御手段を構成する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態に係る液晶注入装置の概略を模式的に示す全体構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る液晶注入装置を用いて液晶注入処理を行う全工程を示すフローチャートである。
【図３】図２のフローチャートに対応するグラフであり、可変バルブ８、メインバルブ９の状態の時間変化を示すグラフ（上段）、および真空度の時間変化を示すグラフ（下段）である。
【図４】図２の初期段階における可変バルブ８の開度の時間変化を示すグラフ（上段）、および真空度の時間変化を示すグラフ（下段）である。
【符号の説明】
【００２６】
１：チャンバ本体
１ａ：Ｏリング
２：開閉扉
３：昇降機構
４：液晶皿
５：保持具
６：液晶セル
７：排気ポンプ
８：可変バルブ
９：メインバルブ
１０：リークバルブ
１１：真空ゲージ
１２：真空計
１３：コントローラ
１４：アクチュエータ
２０：チャンバ
１００：液晶注入装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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